개체 조작에 대한 터치 감지 방식

팀은 손바닥과 손가락에 걸쳐 16개의 터치 센서가 있는 네 손가락 로봇 손을 장착했다. 가격이 약 12달러인 각 센서는 간단한 기능을 수행한다. 물체가 접촉하는지 여부를 감지한다. 이 접근 방식은 단순한 이진 신호(터치 또는 노터치)를 사용하여 로봇 손 안에서 회전을 수행하는 수많은 저비용, 저해상도 터치 센서에 의존한다는 점에서 독특하다.

대조적으로, 다른 방법은 로봇 손의 작은 영역, 주로 손가락 끝에 부착된 몇 가지 고가의 고해상도 터치 센서에 의존한다. 이 연구를 이끈 UC 샌디에이고의 전기 및 컴퓨터 공학 교수인 왕 샤오롱은 이러한 접근 방식에는 몇 가지 한계가 있다고 설명했다. 센서가 물체와 접촉할 가능성을 최소화하여 시스템의 감지 능력을 제한한다. 질감에 대한 정보를 제공하는 고해상도 터치 센서는 시뮬레이션하기가 매우 어렵고 비용이 엄청나게 비싸 실제 실험에서 사용하기 어렵다.

이진 신호의 힘

“우리는 이 작업을 수행하기 위해 개체의 텍스처에 대한 세부 정보가 필요하지 않음을 보여준다. 우리는 센서가 물체에 닿았는지 여부에 대한 간단한 이진 신호만 있으면 된다. 이러한 신호는 시뮬레이션하고 실제 세계로 전송하기가 훨씬 더 쉽다.”고 왕 박사는 말했다.

팀은 불규칙한 모양의 물체를 포함하여 다양한 물체 세트를 회전시키는 가상 로봇 손의 시뮬레이션을 사용하여 시스템을 훈련했다. 시스템은 회전하는 동안 지정된 시점에서 물체가 손의 어떤 센서를 터치하고 있는지 평가한다. 또한 손 관절의 현재 위치와 이전 동작을 평가한다. 이 정보를 사용하여 시스템은 관절이 다음 시점에 어디로 가야 하는지 로봇 손에 지시한다.

로봇 조작의 미래

연구원들은 시스템이 아직 만나지 못한 물체를 사용하여 실제 로봇 손에서 시스템을 테스트했다. 로봇 손은 멈추거나 홀드를 잃지 않고 다양한 물체를 회전시킬 수 있었다. 물체에는 토마토, 후추, 땅콩 버터 캔, 장난감 고무 오리가 포함되어 있으며 모양 때문에 가장 어려운 물체였다. 더 복잡한 모양의 개체는 회전하는 데 시간이 더 오래 걸린다. 로봇 손은 다른 축을 중심으로 물체를 회전시킬 수도 있다.

팀은 현재 보다 복잡한 조작 작업에 대한 접근 방식을 확장하기 위해 노력하고 있다. 예를 들어 그들은 현재 로봇 손으로 잡고, 던지고, 저글링할 수 있는 기술을 개발하고 있다. "손 조작은 우리 인간이 가진 매우 일반적인 기술이지만 로봇이 마스터하기에는 매우 복잡하다."고 왕 박사는 말했다. "로봇에게 이 기술을 부여할 수 있다면 로봇이 수행할 수 있는 작업의 문이 열릴 것이다."

이 개발은 로봇 공학 분야에서 중요한 발전을 의미하며 잠재적으로 로봇이 어둠 속에서나 시각적으로 어려운 환경에서 물체를 조작할 수 있는 길을 열어준다.